Dans ce regroupement, l'élève approfondit ses connaissances des propriétés de la lumière acquises en 4

(1)

L’OPTIQUE

(2)

A

PERÇU DU REGROUPEMENT

Dans ce regroupement, l'élève approfondit ses connaissances des propriétés de la lumière acquises en 4

^e

année.

L'élève explique la source des couleurs au moyen des théories additive et soustractive, compare divers types de rayonnement électromagnétique et discute des effets positifs ou négatifs des appareils qui exploitent ce rayonnement. L'élève examine les caractéristiques de miroirs et de lentilles concaves et convexes, et reconnaît leur utilité dans la vie de tous les jours. Plus précisément, l'élève compare le fonctionnement de l'œil humain à celui d'appareil photo.

C

ONSEILS D

'

ORDRE GÉNÉRAL

Au cours de leurs explorations de la lumière, les élèves devront manipuler divers objets qu’il faudrait s’assurer d’avoir sous la main : des prismes triangulaires (blocs d'acrylique), des lentilles (convexes et concaves), des miroirs (plats, convexes et concaves), des boîtes en plastique semi-circulaires, des boîtes à rayons lumineux*, diverses sources lumineuses (entre autres des lumières incandescentes et fluorescentes, des chandelles, des lampes de poches et des autocollants phosphorescents), du papier cellophane ou des filtres** de diverses couleurs (rouge, vert, bleu, jaune, cyan et magenta), des demi-lunes ou autres dispositifs qui permettent de réaliser des expériences de réfraction.

* On peut se procurer des boîtes à rayons lumineux chez les distributeurs de matériel scientifique ou à la DREF.

** On peut se procurer des filtres de couleurs chez les fournisseurs de matériel d’éclairage pour la scène ou le studio tels que :

Westsun, 1390, avenue Pacific, Winnipeg (Manitoba) R3E 1G6 Téléphone : (204) 774-7800 ou 1 888 WESTSUN

Les renseignements suivants proviennent de leur catalogue de 2001 (Filtres Roscolux) : moss green n

^o

89 deep pink n

^o

43 primary blue n

^o

80 orange red n

^o

25 nile blue n

^o

70 medium yellow n

^o

10 Deux pages reproductibles pour le portfolio figurent à la toute fin de ce regroupement. Elles sont de nature

très générale et elles conviennent au portfolio d'apprentissage ou d'évaluation. Des suggestions pour la

cueillette d'échantillons à inclure dans ce portfolio se trouvent dans la section de l'« Introduction générale ».

(3)

B

LOCS D

’

ENSEIGNEMENT SUGGÉRÉS

Afin de faciliter la présentation des renseignements et des stratégies d’enseignement et d’évaluation, les RAS de ce regroupement ont été disposés en blocs d’enseignement. À souligner que, tout comme le regroupement lui-même, les blocs d’enseignement ne sont que des pistes suggérées pour le déroulement du cours de sciences de la nature. L’enseignant peut choisir de structurer son cours et ses leçons en privilégiant une autre approche. Quoi qu’il en soit, les élèves doivent atteindre les RAS prescrits par le Ministère pour la 8

^e

année.

Outre les RAS propres à ce regroupement, plusieurs RAS transversaux de la 8

^e

année ont été rattachés aux blocs afin de permettre d’illustrer comment ils peuvent s’enseigner pendant l’année scolaire.

Titre du bloc RAS inclus dans le bloc Durée suggérée

Bloc A Le vocabulaire 8-2-01 (tout au long)

Bloc B Les sources de lumière 8-2-02, 8-0-2c, 8-0-5a, 8-0-8g 210 min

Bloc C Les propriétés de la lumière 8-2-03, 8-0-4e, 8-0-7a, 8-0-9c 120 min

Bloc D Les couleurs 8-2-04, 8-2-05, 8-2-06, 8-0-7h 420 min

Bloc E Le rayonnement électromagnétique 8-2-07, 8-2-08, 8-0-2b, 8-0-2c, 8-0-7h 330 min Bloc F La réflexion et la réfraction 8-2-09, 8-2-10, 8-2-11, 8-0-3c, 8-0-5c 270 min Bloc G Les miroirs et les lentilles 8-2-12, 8-2-13, 8-0-5a, 8-0-6b 120 min

Bloc H La mise au point d'une image 8-2-14, 8-0-2c 90 min

Récapitulation du regroupement et objectivation 120 min

Nombre d’heures suggéré pour ce regroupement 28 h

(4)

R

ESSOURCES ÉDUCATIVES POUR L

’

ENSEIGNANT

Vous trouverez ci-dessous une liste de ressources éducatives qui se prêtent bien à ce regroupement. Il est possible de se procurer la plupart de ces ressources à la Direction des ressources éducatives françaises (DREF) ou de les commander auprès du Centre des manuels scolaires du Manitoba (CMSM).

[R] indique une ressource recommandée L

IVRES

L'aventure de la lumière : la lumière créée par l'homme, de Pierre Avérous, Éd. Nathan (1989).

ISBN 2-86479-290-7. DREF 535 A953L. [excellente référence pour l’enseignant; traite de l'illumination et la société]

[R] L'enseignement des sciences de la nature au secondaire : Une ressource didactique, d'Éducation et Formation professionnelle Manitoba (2000). ISBN 0-7711-2139-3. DREF P.D. 507.12 E59. CMSM 93965.

Le journal télévisé, de Deborah Fox, collection Le monde au travail, Éd. Hurtubise HMH (1998). ISBN 2-89428-314-8. DREF 070.195 F791j. [métiers liés à la télévision]

La lumière, de David Burnie, collection Passion des sciences, Éd. Gallimard (1992). ISBN 2-89085-054-4.

DREF 535 B966L.

La lumière, de Barbara Taylor et Christine Leplae-Couwez, collection Pleins feux sur, Éd. Héritage (1993). ISBN 2-7625-7393-9. DREF 535 T238L. [nature de la lumière, réflexion, réfraction, lentilles]

La lumière : du visible à l'invisible, de David Burnie et Jean-Pierre Verdet, collection Passion des sciences, Éd. Gallimard (1993). ISBN 2-07-056853-9. DREF 535 B966L. [beaucoup de photos]

Lumière et lasers, de Kathryn Whyman et François Carlier, Éd. Gamma (1987). ISBN 2-89249-193-2.

DREF 535 W629l. [bon manuel de référence pour l’enseignant et l’élève, simple et bien expliqué]

La lumière, les couleurs, collection Sciences et techniques d'aujourd'hui, Éd. Larousse (1984). ISBN 2-03-651-263-1. DREF 535 L957.

Matière et énergie : les fondements de la physique moderne, de James MacLachlan et Pierrette Marcotte, Éd. Guérin (1981). DREF 530 M435.Fm. [manuel pour le secondaire]

Le microscope, de Penny Kirkpatrick et Claude Haumont, collection Granger univers, Éd. Gamma

(5)

Millénium : L'odyssée du savoir, Éd. Nathan (1998). ISBN 2-09-240362-1. DREF 034.1 M646.

[excellente référence scientifique et technologique]

Le monde des extrêmes, collection L’encyclopédie pratique/Les petits débrouillards, Éd. Albin Michel (1998). ISBN 2-226-09057-6. DREF 507.8 M741. [petit livre-classeur d'expériences faciles à réaliser;

l'optique]

[R] Omnisciences 8 – Feuilles reproductibles, Tome II, de Sylvia Constancio et autres, collection Omnisciences, Éd. de la Chenelière/McGraw-Hill (2001). ISBN 2-89461-535-3. DREF 500 O55 8e.

CMSM 90489. [accompagne le Guide d'enseignement]

[R] Omnisciences 8 – Guide d'enseignement, de Vijaya Balchandani et autres, collection Omnisciences, Éd. de la Chenelière/McGraw Hill (2000). ISBN 2-89461-313-X. DREF 500 O55 8e. CMSM 93981.

[accompagne le manuel scolaire]

[R] Omnisciences 8 – Manuel de l’élève, de Christina Clancy et autres, collection Omnisciences, Éd. de la Chenelière/McGraw Hill (2000). ISBN 0-07-560359-4. DREF 500 O55 8e. CMSM 94016. [excellente ressource qui correspond aux nouveaux programmes]

Les ondes et la lumière, d'Alfred Abouchar, Éd. Guérin (1982). ISBN 2-7601-0349-8. DREF 535 A155o.

[manuel pour le secondaire, certains dessins et définitions peuvent être utiles]

Optique géométrique, de Régent Bouchard, collection La physique et vous, Éd. Lidec (1986). ISBN 2-7608-3537-5. DREF 535.32 B752o. [un manuel pour le secondaire, mais utile comme référence]

Phénomènes plus : optique, physique 534 : fiches d'accompagnement, de Claudette Gagné et Régent Bouchard, Éd. Lidec (1994). ISBN 2-7608-3579-0. DREF 535.076 G135p. [activités pour le secondaire]

Physique 534 : optique géométrique : cahier d'activités, de Sylvain Vachon, Éd. Guérin (1993). ISBN 2-7601-3327-3. DREF 535.32076 V119p. [manuel rempli d'expériences, excellent manuel de référence;

liens avec le programme]

Le professeur vous répond, physique, tome 2 : les fluides, l'acoustique, l'optique, la thermique, Éd.

Conseil de développement du loisir scientifique; Club des petits débrouillards (1992). ISBN

2890640574. DREF 507.078 P964.

(6)

[R] Sciences et technologie 8 – Manuel de l'élève, de Nora L. Alexander et autres, Éd. Beauchemin (2000). ISBN 2-7616-1036-9. DREF 500 S416 8e. CMSM 94026. [manuel scolaire]

[R] Sciences et technologie 8 – Matériel reproductible, Éd. Beauchemin (2001). ISBN 2-7616-1062-8.

DREF 500 S416 8e. CMSM 91955.

Sciences et technologie 8 – Questions informatisées, Éd. Beauchemin (2001). CMSM 92067.

Sciences et technologie 8

^e

année, de Réal Charette et autres, collection Sciences et technologie, Centre franco-ontarien de ressources pédagogiques (1998). ISBN 2-89442-747-6. DREF 507.8 D164s 08.

Sciences Plus – 3, de Charles P. McFadden et Earl S. Morrison, Éd. de la Chenelière (1989). ISBN 0-7747-1379-8. DREF 500 A881 03. [bonne référence pour l’enseignant]

[R] La sécurité en sciences de la nature : Un manuel ressource, d'Éducation et Formation professionnelle Manitoba (1999). ISBN 0-7711-2136-9. DREF P.D. 371.623 S446. CMSM 91719.

[R] Le succès à la portée de tous les apprenants : Manuel concernant l'enseignement différentiel, d'Éducation et Formation professionnelle Manitoba (1997). ISBN 0-7711-2110-5. DREF 371.9 M278s.

CMSM 91563.

[R] Technoscience, 8

^e

année : guide pédagogique, de Lise Larose-Savard, Éd. Centre franco-ontarien de ressources pédagogiques (2001). ISBN 2-89442-868-5. DREF 500 T255 8e. CMSM 91903.

[R] Technoscience, 8

^e

année : tâches de l'élève, de Lise Larose-Savard, Éd. Centre franco-ontarien de ressources pédagogiques (2001). ISBN 2-89442-860-X. DREF 500 T255 8e. CMSM 91903.

Utiliser le microscope en 10 leçons, de Marc Maillet, collection En 10 leçons, Éd. Hachette (1978).

ISBN 2-01-005425-3. DREF 502.8 M221u.

A

UTRES IMPRIMÉS

L'actualité, Éditions Rogers Media, Montréal (Québec). DREF PÉRIODIQUE. [revue publiée 20 fois par an; articles d'actualité canadienne et internationale]

Bibliothèque de travail (BT), Publications de l'École moderne française, Mouans-Sartoux (France).

DREF PÉRIODIQUE. [revue publiée 10 fois par an; dossiers divers]

Bibliothèque de travail junior (BTj), Publications de l'École moderne française, Mouans-Sartoux

(7)

Ça m'intéresse, Prisma Presse, Paris (France). DREF PÉRIODIQUE. [revue mensuelle; beaucoup de contenu STSE; excellentes illustrations]

Les clés de l'actualité junior : l'actualité expliquée aux 8-12 ans en France et dans le monde, Milan Presse, Toulouse (France). DREF PÉRIODIQUE. [tabloïde hebdomadaire à l'intention des adolescents;

actualités scientifiques]

Découvrir : la revue de la recherche, Association canadienne-française pour l’avancement des sciences, Montréal (Québec). DREF PÉRIODIQUE. [revue bimestrielle de vulgarisation scientifique;

recherches canadiennes]

Les Débrouillards, Publications BLD, Boucherville (Québec). DREF PÉRIODIQUE [revue mensuelle;

expériences faciles]

Extra : L'encyclopédie qui dit tout, Trustar Limitée, Montréal (Québec). [supplément hebdomadaire à la revue 7 jours; contient d'excellents articles et renseignements scientifiques de tout genre; à la DREF, les numéros sont classés par sujet et rangés dans les classeurs verticaux]

Images doc, Bayard Presse, Paris (France). DREF PÉRIODIQUE. [revue mensuelle; documentaires divers avec activités]

Okapi, Bayard Presse, Paris (France). DREF PÉRIODIQUE. [revue bimensuelle; reportages bien illustrés sur divers sujets]

Pour la science, Éd. Pour la science, Paris (France). DREF PÉRIODIQUE. [revue mensuelle; version française de la revue américaine Scientific American; pour l’enseignant]

[R] Protégez-Vous, Le Magazine Protégez-Vous, Montréal (Québec). DREF PÉRIODIQUE. [revue mensuelle à l'intention de la protection des consommateurs québécois; plusieurs articles sur des technologies de tous les jours et leurs répercussions sociales et médicales]

[R] Québec Science, La Revue Québec Science, Montréal (Québec). DREF PÉRIODIQUE. [revue publiée 10 fois par an]

La Recheche, La Société d'éditions scientifiques, Paris (France). DREF PÉRIODIQUE. [revue

(8)

[R] Science et vie junior, Excelsior Publications, Paris (France). DREF PÉRIODIQUE. [revue mensuelle;

excellente présentation de divers dossiers scientifiques; explications logiques accompagnées de nombreux diagrammes; pour les élèves]

[R] Science illustrée, Groupe Bonnier France, Boulogne-Billancourt (France). DREF PÉRIODIQUE.

[revue mensuelle; articles bien illustrés et expliqués]

Sciences et avenir, La Revue Sciences et avenir, Paris (France). DREF PÉRIODIQUE. [revue mensuelle; articles détaillés]

Wapiti, Milan Presse, Toulouse (France). DREF PÉRIODIQUE. [revue mensuelle; reportages bien illustrés sur les sciences et la nature; STSE]

M

ATÉRIEL DIVERS

Boîtes mystères (Réflexion), Éd. Prolabec. DREF M.-M. 535.3 R332 01. [ensemble multimédia;

comprend le guide de l'enseignant + le cahier de l'élève; filtres de couleurs; lentilles et miroirs; bloc de réfraction; lentille semi-circulaire + boîte à rayons]

Boîtes mystères (Réfraction), Éd. Prolabec. DREF M.-M. 535.3 R332 02. [ensemble multimédia;

comprend le guide de l'enseignant + le cahier de l'élève; filtres de couleurs; lentilles et miroirs; bloc de réfraction; lentille semi-circulaire + boîte à rayons]

Palettes transparentes de six couleurs différentes, Learning Resources (1995). DREF M.-M. 535.6 P157.

[18 palettes + 1 guide]

V

IDÉOCASSETTES

Forts en sciences 1, collection Forts en sciences, Prod. TV Ontario (1995). DREF 43011/V8099. [60 min;

les états de la matière; le modèle atomique; les réactions chimiques; les appareils optiques; très bonnes explications]

[R] Histoire d'oeil, Prod. Coronet (1978). DREF JHCH/V4195. [10 min]

[R] Les inventions reliées à la vision, collection Les atomes crochus, Prod. Films Azimut (1990). DREF 42882/V4700. [14 min; traite de la photographie, du cinéma, du fonctionnement de l'œil]

Micro-onde : du pop-corn au radar, de Louis-Roland Leduc, collection Science-friction, Prod. Télé-

(9)

Technologies des communications, collection Science-friction, Prod. Télé-Québec (1996). DREF 42986/V4172. [25 min; autoroute de l'information, télé-travail]

Voir, collection Les débrouillards, Prod. S.D.A. (1991). DREF JWXT/V4375. [30 min; des segments intéressants sur le fonctionnement de l'œil, les technologies pour personnes aveugles ou malvoyantes, les lunettes de protection, le cinéma d'animation et les microscopes]

D

ISQUES NUMÉRISÉS

Lumière! Au coeur de la science, Prod. Gallimard Multimédia (1999). DREF CD-ROM 535 F259L.

[cédérom; manipulations, animations et jeux; couleurs, arcs-en-ciel, illusions d'optique, mirages, miroirs et réflexion, lumière déviée, etc.]

S

ITES WEB

Les adresses électroniques de ces sites sont susceptibles de changer.

La date entre parenthèses indique notre plus récente consultation.

Agence Science-Presse. http://www.sciencepresse.qc.ca/index.html (juin 2002). [excellent répertoire des actualités scientifiques issues de nombreuses sources internationales; dossiers très informatifs]

Association des optométristes du Québec. http://pages.globetrotter.net/assoqc/index.html (juin 2002).

[beaucoup de renseignements pour le public concernant la vue et les yeux]

Ce que l'oeil voit : les illusions d'optique. http://collections.ic.gc.ca/science/francais/bio/optique.html (juin 2002).

Centre de documentation du pôle scientifique. http://www.uco.fr/services/biblio/cdps/

selec_eval.html#repertoire (juin 2002). [répertoire des sciences en français]

[R] Le grand dictionnaire terminologique. http://www.granddictionnaire.com/_fs_global_01.htm (juin

2002). [dictionnaire anglais-français de terminologie liée aux sciences et à la technologie; offert par

l'Office de la langue française du Québec]

(10)

La lumière et les instruments d’optique : lien internet. http://www.dlcmcgrawhill.ca/

scolaire_provinces/omnisciences/index_8.htm (juin 2002).

Musée des sciences et de la technologie du Canada : Renseignements de base sur l'énergie.

http://www.science-tech.nmstc.ca/francais/schoolzone/basesurenergie.cfm (juin 2002).

Musée des sciences et de la technologie du Canada : Renseignements de base sur la lumière.

http://www.science-tech.nmstc.ca/francais/schoolzone/basesurlumiere.cfm (juin 2002).

Notions d'optique pour les astronomes amateurs. http://serge.bertorello.free.fr/optique/vision.html (juin 2002). [structure de l'œil, divers problèmes de vision, vision diurne (vision des couleurs) et vision nocturne]

Pour la science. http://www2.pourlascience.com/ (juin 2002). [revue française qui traite des découvertes scientifiques]

Québec Science. http://www.cybersciences.com/Cyber/0.0/0_0.asp (juin 2002). [revue canadienne qui traite de découvertes scientifiques]

Qu'est-ce que le génie? http://collections.ic.gc.ca/science/francais/eng/intro.html (juin 2002). [liens avec le processus de design]

Radio-Canada.ca : sciences. http://radio-canada.ca/url.asp?/nouvelles/sante.asp (juin 2002).

[actualités, reportages]

Recyclage des lampes fluorescentes. http://rnet.nrcan.gc.ca/consartf.htm (juin 2002).

Réfraction de la Lumière. Démonstration http://www.ac-nice.fr/physique/refraction/refraction.htm (juin 2002).

[R] Sciences en ligne. http://www.sciences-en-ligne.com/pages/accueil.htm (juillet 2002). [excellent magazine en ligne sur les actualités scientifiques; comprend un dictionnaire interactif pour les sciences, à l'intention du grand public]

Sciences et avenir quotidien. http://quotidien.sciencesetavenir.com/ (juin 2002). [revue française qui traite des actualités scientifiques]

Le SIMDUT. http://www.hc-sc.gc.ca/ehp/dhm/bsp/simdut/faq.htm (juin 2002). [une foire aux

questions]

(11)

Sites préférés du Forum des sciences. http://ustl.univ-lille1.fr/ustl/accueil/index.htm (juin 2002).

Le spectre électromagnétique. http://scio.free.fr/ondes/spectre.php3 (juin 2002).

Le spectre électromagnétique de la lumière. http://astro.vision.free.fr/spectre.php3 (juin 2002).

Standards pancanadiens relatifs au mercure. Bilan sur les produits contenant du mercure.

http://www.ccme.ca/3f_priorities/3fa_harmonisation/3fa2_cws/3fa2e_priorities/3fa2e3_mercure/3fa2e3 a.html (juin 2002).

Symboles des catégories SIMDUT et désignation des divisions. http://www.hc-sc.gc.ca/ehp/dhm/bsp/

simdut/simdut_symboles.htm (juin 2002). [on peut copier les symboles pour les coller ensuite dans un traitement de texte]

Syndicat national des ophtalmologistes de France. http://www.snof.org/ (juin 2002). [le fonctionnement et les maladies de l'œil]

Synthèse additive – Synthèse soustractive. http://www.ac-versailles.fr/etabliss/herblay/audiovis/

TECHNIQ/couleur/synth.htm (juin 2002). [théories et applications]

(12)

R ÉSULTATS D ' APPRENTISSAGE SPÉCIFIQUES THÉMATIQUES

L’élève sera apte à :

8-2-01 employer un vocabulaire approprié à son étude de l'optique,

entre autres le spectre, la théorie additive, la théorie soustractive, la réfraction, concave, convexe, les lentilles, la fréquence, la longueur d'onde, les termes liés aux types de source lumineuse, aux types de rayonnement électromagnétique, aux lois de la réflexion;

RAG : C6, D3

8-2-02 distinguer les sources d'incandescence des sources de luminescence,

entre autres la fluorescence, la phosphorescence, la chimioluminescence, la bioluminescence;

RAG : D3, D4, E1

8-2-03 démontrer que la lumière est une forme d'énergie, qu'elle voyage en ligne droite et que la lumière blanche peut être décomposée, produisant ainsi le spectre de la lumière visible;

RAG : A1, C1, C2, D4

8-2-04 expliquer, au moyen de la théorie additive, la source des couleurs et nommer des applications de cette théorie dans la vie de tous les jours;

RAG : A1, A2, B1, D4

8-2-05 expliquer de quelle façon l'œil humain détecte la couleur et comment la capacité à percevoir la couleur peut varier d'une personne à l'autre;

RAG : A2, E1

8-2-06 démontrer, au moyen de la théorie soustractive, la source des couleurs et donner des exemples pratiques de cette théorie dans la vie de tous les jours;

RAG : A2, B1, E1

8-2-07 comparer divers types de rayonnement électromagnétique en fonction de leur énergie relative, de leur fréquence, de leur longueur d'onde et de la capacité des humains à les percevoir,

entre autres les ondes radio, les micro-ondes, les rayons infrarouges, la lumière visible, les rayons ultraviolets, les rayons X, les rayons gamma;

RAG : D4, E1

8-2-08 donner des exemples de technologies qui exploitent le rayonnement électromagnétique et décrire des risques et des bienfaits liés à leur utilisation,

par exemple les antennes paraboliques, la radiographie par rayons X, les télescopes optiques, les détecteurs de mouvement, les fours à micro-ondes;

RAG : A5, B1, D4

(13)

R ÉSULTATS D ' APPRENTISSAGE SPÉCIFIQUES THÉMATIQUES

8-2-09 mener des expériences afin de déterminer les lois de la réflexion et donner des exemples de l'utilisation de la réflexion dans la vie de tous les jours;

RAG : A2, C1, C2, D4

8-2-10 mener des expériences afin de comparer la réfraction de la lumière à travers les substances de diverses masses volumiques;

RAG : C1, C2, D4

8-2-11 expliquer comment la réflexion et la réfraction sont à l'origine de phénomènes naturels, par exemple le parhélie (les faux-soleils), l'arc-en-ciel, le ciel bleu;

RAG : D4, D5

8-2-12 étudier afin de déterminer comment la lumière interagit avec des miroirs et des lentilles concaves ou convexes, et donner des exemples de l'utilisation de miroirs et de lentilles dans divers instruments et systèmes optiques;

RAG : B1, C2, D3, D4

8-2-13 démontrer comment on peut former des images au moyen d’une lentille biconvexe et prédire les effets du changement de position des lentilles sur la taille et la position de l'image,

par exemple illustrer une façon de grossir ou de réduire une image en changeant l'emplacement d'une ou de plusieurs lentilles;

RAG : C2, C5, D4

8-2-14 comparer le fonctionnement de l'œil humain à celui d'un appareil photo en ce qui a trait à la mise au point d'une image.

RAG : A5, C4, D1, D4

(14)

R ÉSULTATS D ' APPRENTISSAGE SPÉCIFIQUES TRANSVERSAUX L’élève sera apte à :

Étude scientifique Processus de design

1. Initiation

8-0-1a Á poser des questions précises qui mènent à une étude scientifique,

entre autres reformuler des questions pour qu'elles puissent être vérifiées expérimentalement, préciser l'objet de l'étude;

(Maths 8^e : 2.1.1) RAG : A1, C2

8-0-1b Á sélectionner une méthode pour répondre à une question précise et en justifier le choix;

(Maths 8^e : 2.1.2) RAG : C2

8-0-1c Á relever des problèmes à résoudre,

par exemple Comment puis-je faire couler l’eau vers le haut d’une colline? Quelle marque d’eau

embouteillée devrais-je acheter?;

RAG : C3

8-0-1d Á sélectionner une méthode pour trouver la solution à un problème et en justifier le choix;

(Maths 8^e : 2.1.2) RAG : C3

2. Recherche

8-0-2a Á se renseigner à partir d'une variété de sources,

par exemple les bibliothèques, les magazines, les personnes-ressources dans sa collectivité, les expériences de plein air, les vidéocassettes, les cédéroms, Internet;

(TI : 2.2.1) RAG : C6

8-0-2b élaborer et exploiter des critères pour évaluer des sources d'information, entre autres distinguer le fait de l'opinion;

(FL1 : CO2, L3; FL2 : CO1; TI : 2.2.2) RAG : C6, C8

8-0-2c prendre des notes en abrégé en résumant les idées principales et les détails à l'appui, et noter les références bibliographiques de façon appropriée;

(FL2 : CÉ1, CÉ4, CO1, CO5) RAG : C6

3. Planification

8-0-3a Á formuler une prédiction ou une hypothèse qui comporte une relation de cause à effet entre les variables dépendante et indépendante;

(Maths 8^e : 2.1.1) RAG : A2, C2

8-0-3c Á élaborer un plan par écrit pour répondre à une question précise,

entre autres le matériel, les mesures de sécurité, les étapes à suivre et les variables à contrôler;

RAG : C2

8-0-3d Á déterminer des critères pour évaluer un prototype ou un produit de consommation,

entre autres l’usage que l’on veut en faire,

l’esthétique, des considérations environnementales, le coût, l’efficacité;

RAG : C3

8-0-3e Á élaborer un plan par écrit pour résoudre un problème,

entre autres le matériel, les mesures de sécurité, des diagrammes à trois dimensions, les étapes à suivre;

RAG : C3, C6

(15)

Étude scientifique Processus de design 8-0-4a Á mener des expériences en tenant compte

des facteurs qui assurent la validité des résultats, entre autres contrôler les variables, répéter des expériences pour augmenter l'exactitude et la fiabilité des résultats;

RAG : C2

8-0-4b Á fabriquer un prototype;

RAG : C3

4. Réalisation d’un plan

8-0-4c Á travailler en coopération pour réaliser un plan et résoudre des problèmes au fur et à mesure qu'ils surgissent;

RAG : C7

8-0-4d définir et assumer divers rôles pour atteindre les objectifs du groupe;

(FL1 : CO3; FL2 : PO1) RAG : C7

8-0-4e Á faire preuve d’habitudes de travail qui tiennent compte de la sécurité personnelle et collective, et qui témoignent de son respect pour l'environnement,

entre autres dégager son aire de travail, ranger l'équipement après usage, manipuler la verrerie avec soin, porter des lunettes protectrices au besoin, disposer des matériaux de façon responsable et sécuritaire;

RAG : C1

8-0-4f Á reconnaître les symboles de danger du SIMDUT qui fournissent des renseignements sur les matières dangereuses;

RAG : C1

8-0-5a Á noter des observations qui sont pertinentes à une question précise;

RAG : A1, A2, C2

8-0-5b Á tester un prototype ou un produit de consommation, compte tenu des critères prédéterminés;

RAG : C3, C5

5. Observation, mesure et enregistrement

8-0-5c sélectionner et employer des outils et des instruments pour observer, mesurer et fabriquer, entre autres un microscope, des miroirs et des lentilles concaves et convexes, les indicateurs chimiques;

RAG : C2, C3, C5

8-0-5d Á convertir les unités les plus courantes du Système international (SI);

(Maths 6^e : 4.1.9) RAG : C2, C5

8-0-5e Á estimer et mesurer avec exactitude en utilisant des unités du Système international (SI) ou d'autres unités standard,

entre autres déterminer le volume d'un objet en mesurant la quantité de liquide qu'il déplace;

(Maths 5^e : 4.1.3, 4.1.7, 4.1.10; Maths 6^e : 4.1.8) RAG : C2, C5

8-0-5f Á enregistrer, compiler et présenter des données dans un format approprié;

(FL1 : L2; FL2 : CÉ4; Maths 8^e : 2.1.4) RAG : C2, C6

R ÉSULTATS D ' APPRENTISSAGE SPÉCIFIQUES TRANSVERSAUX (suite)

(16)

R ÉSULTATS D ' APPRENTISSAGE SPÉCIFIQUES TRANSVERSAUX (suite)

8-0-6a Á présenter des données sous forme de diagrammes, et interpréter et évaluer ceux-ci ainsi que d’autres diagrammes,

par exemple des diagrammes circulaires;

(Maths 7^e : 2.1.4; TI : 4.2.2 - 4.2.6) RAG : C2, C6

8-0-6b Á reconnaître des régularités et des tendances dans les données, en inférer et en expliquer des relations;

RAG : A1, A2, C2, C5

8-0-6c Á relever les forces et les faiblesses de diverses méthodes de collecte et de présentation de données, ainsi que des sources d'erreurs possibles;

RAG : A1, A2, C2, C5

8-0-6d Á déterminer des améliorations à apporter à un prototype, les réaliser et les justifier;

RAG : C3, C4

8-0-6e Á évaluer les forces et les faiblesses d’un produit de consommation, compte tenu des critères prédéterminés;

RAG : C3, C4

6. Analyse et interprétation

8-0-6f Á décrire comment le plan initial a évolué et justifier les changements;

RAG : C2, C3

8-0-7a Á tirer une conclusion qui explique les résultats d’une étude scientifique,

entre autres expliquer la relation de cause à effet entre les variables dépendante et indépendante, déterminer d'autres explications des observations, appuyer ou rejeter une prédiction ou une hypothèse;

RAG : A1, A2, C2

8-0-7b Á évaluer les conclusions d'un œil critique en se basant sur des faits plutôt que sur des opinions;

RAG : C2, C4

8-0-7c Á formuler une nouvelle prédiction ou une nouvelle hypothèse découlant des résultats d'une étude scientifique;

RAG : A1, C2

8-0-7d Á proposer et justifier une solution au problème initial;

RAG : C3

8-0-7e Á relever de nouveaux problèmes à résoudre;

RAG : C3

7. Conclusion et application

8-0-7f Á réfléchir sur ses connaissances et ses expériences antérieures pour construire sa compréhension et appliquer ses nouvelles connaissances dans d’autres contextes;

RAG : A2, C4

8-0-7g Á communiquer de diverses façons les méthodes, les résultats, les conclusions et les nouvelles connaissances,

par exemple des présentations orales, écrites, multimédias;

(FL1 : CO8, É1, É3; FL2 : PÉ1, PÉ4, PO1, PO4; TI : 3.2.2, 3.2.3) RAG : C6

8-0-7h Á relever des applications possibles des résultats d’une étude scientifique et les évaluer;

RAG : C4

(17)

R ÉSULTATS D ' APPRENTISSAGE SPÉCIFIQUES TRANSVERSAUX (suite)

8. Réflexion sur la nature des sciences et de la technologie

8-0-8a Á distinguer les sciences de la technologie, entre autres le but, le procédé, les produits;

RAG : A3

8-0-8b Á décrire des exemples qui illustrent comment les connaissances scientifiques ont évolué à la lumière de nouvelles données et préciser le rôle de la technologie dans cette évolution;

RAG : A2, A5, B1

8-0-8d Á décrire des exemples qui illustrent comment diverses technologies ont évolué en fonction des nouveaux besoins et des découvertes scientifiques;

RAG : A5, B1, B2

8-0-8e Á donner des exemples de personnes et d’organismes canadiens qui ont contribué à l'avancement des sciences et de la technologie et décrire leur apport;

RAG : A1, A4, B1, B4

8-0-8f Á établir des liens entre ses activités personnelles et des disciplines scientifiques précises;

RAG : A1, B4

8-0-8g Á discuter de répercussions de travaux scientifiques et de réalisations technologiques sur la société, l'environnement et l’économie,

entre autres les répercussions à l'échelle locale et à l'échelle mondiale;

RAG : A1, B1, B3, B5

9. Démonstration des attitudes scientifiques et technologiques

8-0-9a Á apprécier et respecter le fait que les sciences et la technologie ont évolué à partir de points de vue différents, tenus par des femmes et des hommes de diverses sociétés et cultures;

RAG : A4

8-0-9b Á s'intéresser à un large éventail de domaines et d'enjeux liés aux sciences et à la technologie;

RAG : B4

8-0-9c Á faire preuve de confiance dans sa capacité de mener une étude scientifique ou technologique;

RAG : C5

8-0-9d Á valoriser l’ouverture d’esprit, le scepticisme, l’exactitude et la précision en tant qu’états d’esprit scientifiques et technologiques;

RAG : C5

8-0-9e Á se sensibiliser à l'équilibre qui doit exister entre les besoins des humains et un environnement durable, et le démontrer par ses actes;

RAG : B5

8-0-9f Á considérer les effets de ses actes, à court et à long terme.

RAG : B5, C4, E3

(18)

R ÉSULTATS D ' APPRENTISSAGE GÉNÉRAUX

Le but des résultats d'apprentissage manitobains en sciences de la nature est d'inculquer à l'élève un certain degré de culture scientifique qui lui permettra de devenir un citoyen renseigné, productif et engagé. Une fois sa formation scientifique au primaire, à l'intermédiaire et au secondaire complétée, l'élève sera apte à : Nature des sciences et de la technologie

A1. reconnaître à la fois les capacités et les limites des sciences comme moyen de répondre à des questions sur notre monde et d'expliquer des phénomènes naturels;

A2. reconnaître que les connaissances scientifiques se fondent sur des données, des modèles et des explications, et évoluent à la lumière de nouvelles données et de nouvelles conceptualisations;

A3. distinguer de façon critique les sciences de la technologie, en fonction de leurs contextes, de leurs buts, de leurs méthodes, de leurs produits et de leurs valeurs;

A4. identifier et apprécier les contributions qu'ont apportées des femmes et des hommes issus de diverses sociétés et cultures à la compréhension de notre monde et à la réalisation d'innovations technologiques;

A5. reconnaître que les sciences et la technologie interagissent et progressent mutuellement;

Sciences, technologie, société et environnement (STSE)

B1. décrire des innovations scientifiques et technologiques, d'hier et d'aujourd'hui, et reconnaître leur importance pour les personnes, les sociétés et l'environnement à l'échelle locale et mondiale;

B2. reconnaître que les poursuites scientifiques et technologiques ont été et continuent d'être influencées par les besoins des humains et le contexte social de l'époque;

B3. identifier des facteurs qui influent sur la santé et expliquer des liens qui existent entre les habitudes personnelles, les choix de style de vie et la santé humaine aux niveaux personnel et social;

B4. démontrer une connaissance et un intérêt personnel pour une gamme d'enjeux, de passe-temps et de métiers liés aux sciences et à la technologie;

B5. identifier et démontrer des actions qui favorisent la durabilité de l'environnement, de la société et de l'économie à l'échelle locale et mondiale;

Habiletés et attitudes scientifiques et technologiques

C1. reconnaître les symboles et les pratiques liés à la sécurité lors d'activités scientifiques et technologiques ou dans sa vie de tous les jours, et utiliser ces connaissances dans des situations appropriées;

C2. démontrer des habiletés appropriées lorsqu'elle ou il entreprend une étude scientifique;

C3. démontrer des habiletés appropriées lorsqu'elle ou il s'engage dans la résolution de problèmes technologiques;

C4. démontrer des habiletés de prise de décisions et de pensée critique lorsqu'elle ou il adopte un plan

d'action fondé sur de l'information scientifique et technologique;

(19)

R ÉSULTATS D ' APPRENTISSAGE GÉNÉRAUX (suite)

C5. démontrer de la curiosité, du scepticisme, de la créativité, de l'ouverture d'esprit, de l'exactitude, de la précision, de l'honnêteté et de la persistance, et apprécier l'importance de ces qualités en tant qu'états d'esprit scientifiques et technologiques;

C6. utiliser des habiletés de communication efficaces et des technologies de l'information afin de recueillir et de partager des idées et des données scientifiques et technologiques;

C7. travailler en collaboration et valoriser les idées et les contributions d'autrui lors de ses activités scientifiques et technologiques;

C8. évaluer, d'une perspective scientifique, les idées et les renseignements rencontrés au cours de ses études et dans la vie de tous les jours;

Connaissances scientifiques essentielles

D1. comprendre les structures et les fonctions vitales qui sont essentielles et qui se rapportent à une grande variété d'organismes, dont les humains;

D2. comprendre diverses composantes biotiques et abiotiques, ainsi que leurs interactions et leur interdépendance au sein d'écosystèmes, y compris la biosphère en entier;

D3. comprendre les propriétés et les structures de la matière ainsi que diverses manifestations et applications communes des actions et des interactions de la matière;

D4. comprendre comment la stabilité, le mouvement, les forces ainsi que les transferts et les transformations d'énergie jouent un rôle dans un grand nombre de contextes naturels et fabriqués;

D5. comprendre la composition de l'atmosphère, de l'hydrosphère et de la lithosphère ainsi que des processus présents à l'intérieur de chacune d'elles et entre elles;

D6. comprendre la composition de l'Univers et les interactions en son sein ainsi que l'impact des efforts continus de l'humanité pour comprendre et explorer l'Univers;

Concepts unificateurs

E1. décrire et apprécier les similarités et les différences parmi les formes, les fonctions et les régularités du monde naturel et fabriqué;

E2. démontrer et apprécier comment le monde naturel et fabriqué est composé de systèmes et comment des interactions ont lieu au sein de ces systèmes et entre eux;

E3. reconnaître que des caractéristiques propres aux matériaux et aux systèmes peuvent demeurer

constantes ou changer avec le temps et décrire les conditions et les processus en cause;

(20)

peut être donnant lieu à la THÉORIE ADDITIVE DES COULEURS et laTHÉORIE SOUSTRACTIVE DES COULEURSDÉCOMPOSÉEen plusieursCOULEURS les APPLICATIONS sont nombreuses

dont

de SOURCES de SOURCES DE LUMINESCENCE telles que FLUORESCENCE

provient ou qui qui

telle que

INVISIBLE les ONDES RADIO, les MICRO-ONDES, etc.

telle que

VISIBLE la lumière blanche que l’ŒIL HUMAINpeut percevoir un peu comme le fait un APPAREIL PHOTO VOYAGE EN LIGNE DROITEsous forme d’ondes ayant des CARACTÉRISTIQUES PARTICULIÈRES permettent de comparer les divers TYPES DE RAYONNEMENT ÉLEC- TROMAGNÉTIQUES et de comprendre LES RISQUESet LES BIENFAITS liés à leur utilisation

ce qui donne lieu à des PHÉNOMÈNES NATURELS

dont la compréhension a permis le développement de DIVERS INSTRUMENTSet SYSTÈMES OPTIQUES

peut être RÉFLÉCHIE par des MIROIRS ou RÉFRACTÉEpar des LENTILLES

La LUMIÈRE

une FORME D’ÉNERGIE

est à la fois

(21)

S

TRATÉGIES D

’

ENSEIGNEMENT ET D

’

ÉVALUATION SUGGÉRÉES

Ce bloc d’enseignement comprend le vocabulaire que l'élève doit maîtriser à la fin du regroupement. Ce vocabulaire ne fait pas l'objet d'une leçon en soi, mais peut être étudié tout au long du regroupement, lorsque son emploi s'avère nécessaire à la communication. Voici des exemples de pistes à suivre pour atteindre ce RAS.

1. Affichage au babillard des mots à l'étude;

2. Cadre de comparaison (voir L’enseignement des sciences de la nature au secondaire aux pages 10.15- 10.18);

3. Cadre de tri et de prédiction (voir L’enseignement des sciences de la nature au secondaire aux pages 10.13-10.14);

4. Cartes éclair;

5. Cycle de mots (voir L’enseignement des sciences de la nature au secondaire aux pages 10.6-10.8);

6. Exercices d'appariement;

7. Exercices de vrai ou faux;

8. Fabrication de jeux semblables aux jeux commerciaux Tabou, Fais-moi un dessin, Bingo des mots, Scatégories;

9. Jeu de charades;

10. Lexique des sciences de la nature ou annexe pour carnet scientifique - liste de mots clés à distribuer aux élèves pour chaque regroupement;

11. Liens entre les termes équivalents lors de la classe d'anglais;

12. Mots croisés et mots mystères;

13. Procédé tripartite (voir L’enseignement des sciences de la nature au secondaire aux pages 10.9-10.10);

14. Remue-méninges au début du regroupement pour répertorier tous les mots que l’élève connaît sur le sujet.

8-2-01 employer un vocabulaire approprié à son étude de l'optique,

entre autres le spectre, la théorie additive, la théorie soustractive, la réfraction, concave, convexe, les lentilles, la fréquence, la longueur d'onde, les termes liés aux types de source lumineuse, aux types de rayonnement électromagnétique, aux lois de la réflexion.

RAG : C6, D3 Résultats d’apprentissage spécifiques

pour le bloc d’enseignement :

Bloc A Le vocabulaire

L’élève sera apte à :

(22)

S

TRATÉGIE N

° 1

En tête

Apporter en classe des sources de lumière telles que des chandelles, des lampes de poche, des lampes à l'huile, des tubes fluorescents, des lampes électriques avec des ampoules incandescentes et fluorescentes, des minuteries pour photographe, des autocollants phosphorescents.

Discuter des questions suivantes :

- Quelle est la principale source de lumière que vous connaissez?(le soleil)

- Connaissez-vous d'autres sources de lumière à part celles apportées en classe?(les éclairs, les enseignes lumineuses au néon, les lucioles, les feux d'artifice, les phares halogènes, une étoile, un rayon laser, une coulée de métal, etc.)

Noter les réponses au tableau en prévision de la prochaine activité.

- Avez-vous des vêtements qui brillent dans le noir?

En quête

A) Inviter les élèves à classer en deux catégories les différentes sources de lumière apportées en classe et celles notées au tableau. Distribuer un cadre de comparaison (voir L'enseignement des sciences de la nature au secondaire, p. 10.16-10.18, et annexe 10.4) et demander aux élèves de noter les caractéristiques

Discuter des critères utilisés dans le choix des deux catégories et présenter le vocabulaire suivant : source d'incandescence et source de luminescence.

B) Distribuer aux élèves l'annexe 1 qui présente les différentes catégories de sources de luminescence et les inviter à classer les exemples de sources de luminescence relevées dans la partie A.

Réponses possibles :

1. La fluorescence : un tube fluorescent, certains vête- ments (des bandes de tissus fluorescents appli- quées sur les vêtements des cyclistes absorbent les rayons ultraviolets).

2. La phosphorescence : les minuteries pour photo- graphes, les autocollants phosphorescents.

3. La chimioluminescence : les bâtons de signalisation d'urgence.

4. La bioluminescence : les lucioles, certains champignons, bactéries et poissons.

8-2-02 distinguer les sources d'incandescence des sources de luminescence,

entre autres la fluorescence, la phosphorescence, la chimioluminescence, la bioluminescence;

RAG : D3, D4, E1

8-0-2c prendre des notes en abrégé en résumant les idées principales et les détails à l'appui, et noter les

références bibliographiques de façon appropriée;

(FL2 : CÉ1, CÉ4, CO1, CO5)

RAG : C6

Résultats d’apprentissage spécifiques pour le bloc d’enseignement :

Bloc B

Les sources de lumière

Stratégies d’enseignement suggérées

Une source d'incandescenceest une source lumineuse de température très élevée; 95 % de son énergie est émise sous forme de chaleur, p. ex. le feu, une ampoule électrique incandescente, du métal fondu.

Une source de luminescence émet à froid des rayons lumineux, p. ex. un autocollant phosphorescent, une luciole.

Le tube fluorescent est rempli de vapeur de mercure. Lorsque le courant électrique tra- verse le tube, il excite les atomes de mercure.

Ceux-ci émettent alors une lumière ultraviolette absorbée par la couche de phosphore qui tapisse la paroi du tube. Le phosphore émet alors de la lumière visible.

Aussitôt qu'on ferme l'interrupteur électrique, la lumière cesse d'être émise par le tube.

Les enseignes lumineuses au néonet les éclairssont des

(23)

Ramasser le cadre de comparaison des élèves et évaluer leurs observations à l'aide d'une grille d'évaluation.

Ramasser les notes prises par les élèves au sujet des différents impacts de l'utilisation des tubes fluorescents et les évaluer à l'aide d'une grille d'évaluation telle que celle présentée à l'annexe 5.

Distribuer aux élèves le test de l'annexe 6.

Réponses :

1. Sources d'incandescence : le soleil, la lampe de poche, le feu, le feu d'artifice.

Sources de luminescence:

• Fluorescence – tube fluorescent

• Phosphorescence – autocollants phosphorescents

• Chimioluminescence – bracelet lumineux

• Bioluminescence – luciole

2. Évaluer la réponse de l'élève au moyen d'une échelle d'appréciation telle que celle ci-dessous :

C) Amener les élèves à prendre conscience de la diversité des lieux où les tubes fluorescents sont utilisés.

Le tube fluorescent est un exemple de réalisation technologique basée sur des découvertes en chimie et en physique. Cette réalisation a eu un impact social, environnemental et économique. Inviter les élèves à découvrir les avantages et les inconvénients liés à l'utilisation des tubes fluorescents (voir Omnisciences 8 – Manuel de l'élève, p. 209 et 210, ou visiter des sites Web tels que Recyclage des lampes fluorescentes ou Standards pancanadiens relatifs au mercure. Bilan sur les produits contenant du mercure.) afin de pouvoir discuter de ces impacts. Réviser avec eux les différents éléments à considérer lors de la prise de notes à l'aide de l'annexe 2. Inviter les élèves à utiliser un cadre de prise de notes comme celui de l'annexe 3. Enfin, s’assurer que les élèves savent de quelle façon consigner les références bibliographiques pour chaque bribe d’information qu’ils ont notée dans leur cadre.

Distribuer l’annexe 4 à cet effet.

8-0-5a noter des observations qui sont pertinentes à une question précise;

RAG : A1, A2, C2

8-0-8g discuter de répercussions de travaux scientifiques et de réalisations

technologiques sur la société, l'environnement et l'économie,

entre autres les répercussions à l'échelle locale et à l'échelle mondiale.

RAG : A1, B1, B3, B5

Stratégies d’évaluation suggérées

Appréciation Description

3 L’élève mentionne des avantages et

(24)

8-2-02 distinguer les sources d'incandescence des sources de luminescence,

entre autres la fluorescence, la phosphorescence, la chimioluminescence, la bioluminescence;

RAG : D3, D4, E1

8-0-2c prendre des notes en abrégé en résumant les idées principales et les détails à l'appui, et noter les

références bibliographiques de façon appropriée;

(FL2 : CÉ1, CÉ4, CO1, CO5)

RAG : C6

En plus

Faire une recherche afin de déterminer à quoi peut servir la bioluminescence de certains êtres vivants comme les lucioles, les champignons, les méduses ou les poissons.

En fin

Inviter les élèves à créer un schéma conceptuel hiérarchique pour résumer leurs découvertes. Les mots suivants doivent être utilisés : lumière visible, source d'incandescence, source de luminescence, très chaud, pas chaud, fluorescence, phosphorescence, chimioluminescence, bioluminescence, tube fluorescent, bâtons de signalisation d'urgence, lucioles, chandelle, minuterie pour photographe.

Réponse possible :

Bloc B

Les sources de lumière

Stratégies d’enseignement suggérées

(suite de la page 2.23)

source d’incandescence (très chaud au toucher)

phosphorescence

fluorescence chimioluminescence bioluminescence

lumière visible

source de luminescence (pas chaud au toucher)

minuterie pour photographe

(25)

8-0-5a noter des observations qui sont pertinentes à une question précise;

RAG : A1, A2, C2

8-0-8g discuter de répercussions de travaux scientifiques et de réalisations

technologiques sur la société, l'environnement et l'économie,

entre autres les répercussions à l'échelle locale et à l'échelle mondiale.

RAG : A1, B1, B3, B5

Stratégies d’évaluation suggérées

(26)

S

TRATÉGIE N

° 1

En tête

Activer les connaissances antérieures des élèves en les invitant à remplir un tableau de connaissances qui pourrait s'intituler : Que savez-vous sur les propriétés de la lumière?

(voir L'enseignement des sciences de la nature au secondaire, p. 9.24). Au besoin, l'enseignant peut aussi poser les questions suivantes :

- Avez-vous déjà vu un arc-en-ciel?

- Qu'arrive-t-il à la texture de l'asphalte lors d'une chaude journée d'été?

- Comment fonctionne votre calculatrice?

- Comment les plantes se nourrissent-elles?

- Si vous voulez allumer votre téléviseur avec une télécommande, pouvez-vous le faire à partir de plusieurs endroits ou devez-vous être directement face à l'appareil? Que se passera-t-il si quelqu'un se place entre vous et le téléviseur lorsque vous tentez de l'allumer?

En quête

Selon la disponibilité du matériel, faire une

A) PROPRIÉTÉ: LA LUMIÈRE EST UNE FORME D'ÉNERGIE

Inviter les élèves à élaborer une définition du mot énergie. Étant donné la difficulté du concept, l'enseignant peut décider de s'attarder à des exemples de formes d'énergie plutôt qu'à une définition du concept.

Expérience n^o1 : Énergie mécanique

Matériel requis : un radiomètre, une fenêtre ensoleillée ou un rétroprojecteur

Démarche :

• Placer un radiomètre devant une fenêtre (ou l'illuminer à l'aide d'un rétroprojecteur). Observer ce qui se passe.

• Inviter les élèves à formuler différentes explications pour le mouvement des feuillets du radio- mètre. Leur demander d'expliquer 8-2-03 démontrer que la lumière est

une forme d'énergie, qu'elle voyage en ligne droite et que la lumière blanche peut être décomposée, produisant ainsi le spectre de la lumière visible;

RAG : A1, C1,C2, D4

8-0-4e faire preuve d'habitudes de travail qui tiennent compte de la sécurité personnelle et collective, et qui témoignent de son respect pour

l'environnement,

entre autres dégager son aire de travail, ranger l'équipement après usage, manipuler la verrerie avec soin, porter des lunettes

protectrices au besoin, disposer des matériaux de façon responsable et sécuritaire;

RAG : C1 Résultats d’apprentissage spécifiques

pour le bloc d’enseignement :

Bloc C Les propriétés

de la lumière

Stratégies d’enseignement suggérées

L'énergieest la capacité de produire un travail, c'est-à-dire de déplacer la matière. Le phénomène du travail se produit autant à l'échelle microscopique qu'à l'échelle macroscopique, par exemple le courant dans l'ampoule électrique déplace des électrons, la lumière du Soleil active les réactions de la photosynthèse chez les plantes, l'eau fait bouger la roue à aubes, le vent disperse les débris, les aliments fournissent le combustible au corps, le tambour battu produit des sons. La notion scientifique d'énergie est complexe même pour les scientifiques. L'apprentissage du concept se fait plus par l'exemple que par la définition. La lumière, la chaleur, la nourriture, le son et l'électricité sont des formes d’énergie. Il existe également d’autres types d’énergie, soit l'énergie mécanique, l'énergie chimique, l'énergie gravitationnelle, l'énergie magnétique et l'énergie nucléaire.

En 4^e année, les élèves ont vu certaines pro- priétés de la lumière, entre autres que la lumière voyage en ligne droite, qu'elle dévie si elle passe d'un matériau à un autre, qu'elle peut être réfléchie, et qu'elle peut prendre différentes couleurs.

(27)

Inviter les élèves à faire, devant des élèves de 4^eannée, une démonstration de chacune des propriétés étudiées en classe.

Évaluer les habiletés et les attitudes scientifiques des élèves à l'aide de la grille d'observation proposée à l’annexe 7.

Évaluer la capacité des élèves à formuler des explications suite à une observation à l'aide du test de l'annexe 8. Parmi les explications possibles de la quantité de limonade réduite, il y a l’évaporation due au soleil ou au vent. Il se peut également que de la limonade ait coulé par un petit trou dans le plastique du verre ou que des insectes l’aient bue.

• Finalement, demander aux élèves d'expliquer comment cette démonstration permet de démontrer que la lumière est une forme d'énergie.

ET

Expérience n^o2 : Énergie thermique

Matériel requis : diverses sources de lumière incandescente telles que des lampes de poche, des ampoules incandescentes, des chandelles

Démarche :

• Inviter les élèves à manipuler ou à observer des sources lumineuses pour déterminer si elles produisent aussi de la chaleur.

• Leur demander d'expliquer comment cette activité permet de démontrer que la lumière est une forme d'énergie.

OU

Expérience n^o3 : Énergie thermique

Voir Omnisciences 8 – Manuel de l'élève, p. 205.

B) PROPRIÉTÉ: LA LUMIÈRE VOYAGE EN LIGNE DROITE

Expérience n^o1

Matériel requis : un rétroprojecteur, plusieurs feuilles de papier blanc, du ruban adhésif, un crayon

8-0-7a tirer une conclusion qui explique les résultats d'une étude scientifique,

entre autres expliquer la relation de cause à effet entre les variables dépendante et indépendante, déterminer d'autres explications des observations, appuyer ou rejeter une prédiction ou une

hypothèse;

RAG : A1, A2, C2

8-0-9c faire preuve de confiance dans sa capacité de mener une étude scientifique ou technologique.

RAG : C5

Stratégies d’évaluation suggérées

(28)

8-2-03 démontrer que la lumière est une forme d'énergie, qu'elle voyage en ligne droite et que la lumière blanche peut être décomposée, produisant ainsi le spectre de la lumière visible;

RAG : A1, C1,C2, D4

l'environnement,

RAG : C1

OU Expérience n^o3

Matériel requis : 3 morceaux de carton rigide, de la pâte à modeler, une lampe de poche, un crayon, une paire de ciseaux, une règle.

Démarche :

• Percer le premier carton de nombreux trous à l'aide d’une pointe de ciseaux et le deuxième de quelques- uns seulement, alignés sur les trous du premier.

• À l'aide de la pâte à modeler, faire tenir les deux cartons debout sur une table à 10 cm l’un de l’autre.

• Installer la lampe de poche à 10 cm du premier carton; la placer sur quelques livres afin que le faisceau soit au centre du premier carton.

• Inviter les élèves à prédire où se rendra le faisceau lumineux, par rapport au deuxième carton et, surtout, au troisième.

• Allumer la lampe de poche et observer les rayons lumineux.

• Marquer l'emplacement d'un rayon sur le troisième carton. Percer le troisième carton à cet endroit puis

• À la fin de l'activité, afficher tous les profils sur un mur et s'amuser à deviner le nom de l'élève représenté.

Matériel requis pour construire une caméra à sténopé : une boîte à chaussures, du papier ciré, du papier d'aluminium, une épingle, un couteau genre scalpel; une chandelle, une allumette

Démarche :

• Enlever une des extrémités de la boîte en la remplaçant par un morceau de papier ciré.

• Percer un trou d’un diamètre de 2 cm environ, à l'autre extrémité de la boîte. Couvrir ce trou de papier d'aluminium dont le centre sera percé avec une épingle.

• S'assurer qu'à l'exception du petit trou d'épingle et de l'écran de papier ciré, toute la boîte est opaque.

• Poser sur une table une chandelle allumée ainsi que la caméra à sténopé. Séparer les deux objets d'une distance de 2 ou 3 m environ.

• Observer la formation de l'image de la chandelle sur le papier ciré.

Observer comment les caractéris- tiques de l'image sont modifiées lorsque la distance entre les deux objets est modifiée.

• Inviter les élèves à expliquer comment cette

Bloc C Les propriétés

de la lumière

Stratégies d’enseignement suggérées

La caméra à sté- nopé fonctionne parce que la lumière voyage en ligne droite. Les flèches sur le schéma suivant d é m o n t r e n t pourquoi l'image est inversée.

(29)

hypothèse;

RAG : A1, A2, C2

RAG : C5

• Inviter les élèves à expliquer comment cette démonstration permet de démontrer que la lumière voyage en ligne droite.

C) PROPRIÉTÉ : LA LUMIÈRE BLANCHE PEUT ÊTRE DÉCOMPOSÉE, PRODUISANT AINSI LE SPECTRE DE LA LUMIÈRE VISIBLE

Expérience n^o1

Matériel requis : du savon à vaisselle, des instruments pour faire des bulles, des contenants

Démarche :

• Inviter les élèves à faire des bulles de savon et à observer les couleurs de l'arc-en-ciel sur leur surface. (On peut voir les couleurs de l'arc-en-ciel dans une bulle de savon, car la lumière luit sur la bulle, composée de petites gouttes d'eau reliées par le savon. Chaque goutte joue un rôle de prisme.

Elle décompose la lumière et permet de voir les couleurs de l'arc-en-ciel.)

• Mentionner aux élèves que c'est à partir du même principe que l'on voit des arcs-en-ciel lorsqu'il pleut et il fait soleil en même temps. Les gouttelettes de pluie agissent comme de petits prismes, elles décomposent la lumière et un arc-en-ciel apparaît dans le ciel. Discuter des questions suivantes : - La taille des bulles de savon affecte-t-elle la

Stratégies d’évaluation suggérées

(30)

8-2-03 démontrer que la lumière est une forme d'énergie, qu'elle voyage en ligne droite et que la lumière blanche peut être décomposée, produisant ainsi le spectre de la lumière visible;

RAG : A1, C1,C2, D4

l'environnement,

RAG : C1 Expérience n^o3

Voir Omnisciences 8 – Manuel de l'élève, p. 268, et Sciences et technologie 8 – Manuel de l'élève, p. 296.

En fin

Inviter les élèves à remplir leur tableau des connaissances : Que savez-vous sur les propriétés de la lumière?

OU

Demander aux élèves de relater un ou deux exemples tirés de leur vie personnelle et qui démontrent chacune des trois propriétés de la lumière étudiées en classe.

Matériel requis : une feuille de papier noire, un plat en verre peu profond, de l’eau, un miroir, une lampe de poche Démarche :

• Inviter les élèves à déposer sur une feuille de papier noire, un plat en verre peu profond.

• Leur demander de le remplir d'eau et de placer un miroir dans le plat en l'appuyant sur le rebord afin d'en immerger la moitié.

• Obscurcir la pièce. Inviter les élèves à diriger un faisceau lumineux sur le miroir et à chercher l'arc- en-ciel quelque part dans la classe.

• Une fois l'arc-en-ciel localisé, observer ce qui se passe si l'on bouge le plat et que l'eau devient

Bloc C Les propriétés

de la lumière

Stratégies d’enseignement suggérées

La lumière est composée de particules d'énergie nommées photons qui se comportent comme des rayons lumineux. La lumière blanche est en réalité un mélange de rayons lumineux appelés « couleurs ». Les sept couleurs du prisme (ou couleurs spectrales) sont le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo et le violet. Chaque couleur a sa longueur d'onde, sa fréquence et son niveau d'énergie particuliers.

Lorsque la lumière blanche passe à travers un prisme (ou une masse d'air très humide), elle se disperse : les rayons ayant des longueurs d'ondes différentes sont réfractés (c'est-à-dire transmis mais aussi déviés) à des angles différents. Il en résulte un effet d’arc-en-ciel. On peut expliquer aux élèves que la lumière des différentes couleurs est réfractée, dans certaines circonstances, de façon suffisamment différente que les couleurs du blanc « se séparent ».

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hypothèse;

RAG : A1, A2, C2

RAG : C5